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平定北互通路基路面排水设计

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道路工程Highway Engineering ==i 迥始量路圆 ;i乍水设计 王 颖 (山西省交通规划勘察设汁院.山西太原030012) 摘要:互通的路基路面的排水设计是互通总体设计的重要组成部分。有效的路基路面排水设计对保障互通功能的发挥、 延长互通的使用寿命有着重要意义。结合阳盂高速公路平定北互通实例,详细阐述山区互通式立体交叉路基路面排水设计的 思路和做法,可供同行参考。 关键词:互通;路基排水;路面排水;环保;水土保持 中图分类号:U416.02 文献标识码:B 文章编号:1002—4786(2011)24—0056—03 Design of Subgrade&Pavement Drainage of Pingdingbei Interchange WANG Ying (Shanxi Provineial Planning,Survey&Design Institute,Taiyuan 030012,China) Abstract:The design of subgrade and pavement drainage of interchange is an important part of general de— sign of interchange.An effective design of subgrade and pavement drainage has great signiicance to ensuring the ffunction of interchange and prolonging the service life of interchange.Taking Pingdingbei Interchange of Yangquan—Yuxian Expressway as an example,the concept and operation of the design of subgrade and pavement drainage of interchanges in mountain area is expatiated on detailedly,which can be consulted by peers. Key words:interchange;subgrade drainage;pavement drainage;environmental protection;conservation ot ‘water and sni1 1 项目概况 该互通位于黄土覆盖低山区,土质疏松,大孔 平定北互通位于阳盂高速公路K4+690~K5+640 结构及垂直节理较发育,具有湿陷性;温带大陆性 季风气候,降水量的年季分配极不均匀,夏多冬 的水稳定性。 参考文献 范围内,A型单喇叭互通,主线下穿匝道。 从表4可以看出.乳化沥青混合料的抗拉强度 满足基层要求(一般要求0.3MPa),并具有较强的抗 水毁性能。随着纯沥青油石比的增大,劈裂强度和 抗水毁性能均增强。 5 结论 『l1樊统江,徐栋良,贾敬鹏,等.沥青混凝土路 面再生技术及其在国外的发展lJ1.重庆交通学院学 报,2007,26(3):82—87. [2】吴超凡,曾萌澜,赵明华,等.乳化沥青冷冉 生混合料路用性能试验研究fJ].公路交通科技, 2009,26(7):27—32. 5.1 根据室内试验结果,确定乳化沥青冷再生混 合料设计配比为(按照质量比):铣刨料:石屑:水泥= 87%:10%:3%;最佳液体用量(乳化沥青+水)为9%; 最佳油石比(纯沥青)为2.5%。 5.2 从浸水劈裂强度比和浸水残留稳定度可知, 作者简介:高军(1975一),本科,高级工程师 收稿日期:2011—08—29 采用本方法设计的乳化沥青冷再生混合料具有较好 56 1交通标准化 Highway Engineering道路工程 少;半干旱地区,全年蒸发量夏大冬小。地下水为 沿线农田水利规划及其他有关基本建设项目之间组 成完善的排水系统。 路基路面排水包括地表排水、路面内部排水。 鉴于本互通实际情况,地下水影响较小,本文中路 基路面排水设计重点考虑如何将影响互通路基强度 松散层孑L隙水,主要由大气降水补给,属潜水,排 泄方式以蒸发为主。 本文将以平定北互通为实例,详细阐述山区互 通式立体交叉的路基路面排水设计的思路和做法。 2 路基路面排水设计思路 和稳定性的地表水及时排出路基范围。保持路基的 干燥和稳定。 路基路面地表排水包括路面排水、边坡排水和 路界范围内地表坡面的表面排水,以及有可能进人 路界的地表水的排出。一般排水设施布置示意图见 图1 地带排水 水是导致互通路基、路面损坏的重要因素,水 的作用会加剧路基路面结构的破坏。 路基路面排水设计的思路就是要合理设置路 面、路基排水设施,使其与桥涵等泄水结构物合理 衔接,将排水工程与边坡防护相结合,排水设施与 截水沟 ~: 彳 截 塑叁煎擅/ 。 平台截水 _ 勾急流槽/\\ 沟 2% J 2% 排水盲沟 图1 一般排水设施布置示意图 ~渣的路段采用强夯处理。  对于山区互通路基路面综合排水设计,一般按 照以下方法进行: a)路面排水通过路拱横坡、路肩排水系统或中 央分隔带排水系统等方式引至路基边沟或地下排水 系统排出路基: b)边坡排水如边沟汇水、截水沟汇水、地下排 水管道汇水等。通过排水沟、跌水、急流槽,将水 排至桥涵.或直接排至路基外; c)路面内部水通过隔水层或路肩排水系统,结 处理;Ⅱ~Ⅲ级自重湿陷段填方路基、人工填筑的 梯田且厚度大于4m的填方路段和地基为铝土矿弃 填土高度大于5m的路堤边坡采用拱型骨架防 护,并在骨架内种草(紫穗槐);填土高度小于或等 于5m的路堤边坡全部采用植草(紫穗槐)防护。 为保证路基稳定,根据实际情况设置了路肩式 挡土墙。挡土墙、护面墙采用7.5#水泥砂浆砌、 30#片石.框架采用C30混凝土浇筑,锚杆采用+32 螺纹钢筋。 土质挖方路堑:设2m高的护面墙(包括lOOem 基础),以上边坡采用种草防护。 3.2 路基排水设计 合边坡急流槽排至排水沟、边沟、桥涵等排水设施 中。 3 路基防护及排水设计 3.1 路基防护 路基防护是互通排水设计中应充分考虑并相结 路基排水设施由排水沟、排水管、涵洞等坡面 排水设施以及盲沟、渗沟、渗井等地下排水设施组 成。 合的方面。其主要目的就是保护路基边坡的稳定 性,结合合理的坡面排水设施的设置,有效减少雨 水冲刷造成的损坏。 为保证路基的稳定性,采用边沟、排水沟、急 流槽等排水设施,并与涵洞及天然沟渠等构成综合 排水系统,以排除路基、路面及沿线设施排出的地 表水。在设置排水构造物时,充分结合路线平、纵 2011年127J第24期J 57 对于本项目存在的湿陷性黄土,一般挖方路基 开挖至路槽底。冲击碾压后,回填30cm厚6%石灰 土;I~Ⅱ级非自重湿陷段填方路基采用重锤夯实 道路工程Highway Engineering 面及沿线地形地貌特征,同时结合当地政府的水利 规划,使设置的排水系统既能保证路基稳定,又能 满足当地水利规划的要求,达到方便群众生产的目 的。排水设计以《公路路基设计规范》(JTG D30— 2004)、《公路排水设计规范》(JT.1 0l8—97)为依据。 挖方路段及填方高度小于等于0.6m的填方路段 均设边沟.一般边沟采用矩形60cmx50cm断面:填 方高度大于0.6m的路段除超高段外侧外均设排水 沟,排水沟采用矩形60cmx60cm断面。沿线地形高 差较大段.排水沟沟底纵坡较大时改用急流槽,施 工中,可根据实际地形自行调整;对于前后均为挖 方路段、中问未设构造物的填方路段,为排水顺 畅.需在填方路段土路肩外加边沟。矩形边沟、排 水沟、急流槽等全部采用M7.5浆砌片石砌筑,片石 强度不低于30MPa 4 路面排水设计 路面排水就是把降落在路面和路肩表面的水排 走,避免因路面积水影响行车安全。路面排水又可 分为路面表面排水、中央分隔带排水及路面内部排 水 4.1 路面表面排水 路面表面排水主要是利用路线或匝道纵坡、路 拱横坡或超高将路面表面的水排出。 路线或匝道纵断面设计时考虑到路面排水,纵 坡坡度一般不小于3‰。本互通设计过程中路肩与 路面采取相同的横坡。平定北互通中填方段土路肩 左边缘设拦水带,路面水由路拱分散排至路基边 缘,通过路基两侧的路堤急流槽排出路堤以外或排 水沟中;边沟采用M7.5#浆砌片石,片石强度不低 于30MPa.土质及强风化岩石路段边沟下设排水盲 沟。 平定北互通高速公路主线设置中央分隔带,而 匝道均未设中央分隔带。因此对于匝道而言,有无 超高排水方式是一样的。 无超高路段,通过路面横坡将路面表面的水向 路基两侧横向排流。路堑段,横向排流的路面表面 的水流入边沟:路堤段,通常在路肩外侧边缘处设 置拦水带.将路面表面水汇至拦水带同路肩铺面组 成的浅三角形过水断面内,通过隔一间距设置的泄 水口和急流槽,集中排放到路堤坡脚外排水沟或汇 入原有的排水设施。 超高段排水采用中央分隔带暗排水的型式,超 高侧路面水通过中央分隔带纵向排水沟.排入集水 井:再通过横向排水管和急流槽排出路堤以外或排 水沟中,或者通过过水槽将路面汇水引入边沟,超 高段每10m设置一道过水槽,过水槽与路缘石连接 处用5#水泥砂浆填实,以防渗水。超高段排水设施 布置见图2、图3 图2 超高段(路堤)排水设施布置示意图 图3 超高段(路堑)排水设施布置不意图 4.2 中央分隔带排水 平定北互通只有高速公路主线有中 分隔带 高速公路中央分隔带排水设计过程中设置底坡小小 于0-3%的纵向矩形盲沟汇水:设置间距为30m~50m 的横向排水管将盲沟中的水引出路基外:设置土1 布防渗层,防止水从侧面向路基渗透 高速公路中央分隔带排水设计时,为加强中央 分隔带排水的效果,在需要防渗部位,如路基路面 与盲沟相接的侧壁上先涂2cm水泥砂浆稳定层.再 涂一层沥青,然后铺防水土工布。这样做可以增强 沥青与土工布的粘结效果,水泥砂浆稳定层本身也 可以起到防水的作用。 通常将盲沟设计成级配碎石或砾石矩形盲沟, 并且在盲沟底部埋设直径为5cm的透水管:在横向 排水管埋设位置设计小窨井以便清理;将盲沟布置 在通讯管线的下方,并在二者之间铺设一层透水土 工布;避免通讯管线和人孔阻断中央分隔带的排水。 4-3 路面内部排水 路面内部排水就是将从路面接缝、裂缝或 隙 等处渗入路面结构内部的水,或者由路基、路肩渗 入并滞留在路面结构内的水排出。路面内部排水通 过设置路面边缘排水系统、排水基层和排水垫层等 方式将路面内部的水排出 Highway Engineering道路工程 祖加辉 (天津第二市政公路工程有限公司,天津300113) 摘要:通过系统的试验,研究了细铜渣在公路基层中的应用问题,详细研究了石灰粉煤灰稳定钢渣土的抗压强度、劈裂 强度和抗压回弹模量等力学性能。结果表明,石灰粉煤灰稳定钢渣土具有较高的强度、刚度,满足现行规范的要求,可以作 为各级公路的底基层或基层材料。 关键词:钢渣;粉煤灰;基层;试验;强度 中图分类号:U416.03 文献标识码:B 文章编号:1002—4786(2011)24—0059—03 Experimental Study on Mechanical Performances of Lime Fly Ash Stabilized Steel Slag Soil ZU Jia-hui (Tianjin Second Municipal Highway Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 3001 13,China) Abstract:Through systemic experiments,the application problem of fine steel slag in highway base course was studied in this paper.These mechanical properties of lime fly ash stabilized steel slag soil including the con- pressive strength,cleavage strength and compressive rebound modulus are studied detailedly.The results indicate that the mixture of lime fly ash stabilized steel slag soil has higher strength and modulus.The technical perfor— manees of lime fly ash stabilized steel slag soil conforlTl to the current speciifcation,SO it can be used as sub— base course or base course material of all grade of highway. Key words:steel slag;fly ash;base course;experiment;strength 5 路基路面排水设计中关于环保及水土保持的考 虑 b)沿线挖方地段设置盲沟、截水沟、边沟。填 方地段根据实际地形条件设置排水沟,并进行必要 路基路面排水设计应充分结合路线或匝道的平 纵面设计,将路基路面内的水排出,减少公路建设 对两侧山体和植被的破坏,使互通在景观上与自然 景观相协调,同时也使互通排水系统与外界排水系 统相衔接、融合。在平定北互通排水设计过程中进 行了如下考虑: a)为防止路基边坡受到冲刷产生水土流失.路 的加固,填挖交界处设置急流槽,路面汇水由急流 槽和坡面流向路侧排水沟或坡脚以外; C)路基排水系统在与地方灌溉排水系统交叉 时.通过设置涵洞构造物形成立体交叉,以减少对 地方排灌系统的干扰,使其继续发挥原有功能,同 时避免路面排放的污水直接进入农田造成二次污 染,其次要采取综合排水、绿化等隔离措施,保护 水质不受污染: 基设计中对挖方边坡.根据岩性条件采取了植物防 护和工程防护等措施;对填方路基,根据填土高度 并结合地形条件,分别采用挡土墙、拱型骨架护坡 等工程,并辅以种植保持水土流失、防风治沙效果 d)采取对互通立交区进行绿化美化、对取土场 进行复耕等工程环保措施,使水土流失得到有效控 制。 6 结语 较好的被誉为“活钢筋”的紫穗槐来进行绿化。以保 持边坡稳定和防止坡面冲刷: 本文通过平定北互通实例,详细阐述了在山区 2011年12月第24期J 59 道路工程Highway Engineering 0 引言 差异,本文采用唐山钢铁厂的细钢渣,钢渣的粒径 均控制在5.0ram以下,其主要的化学成分如表2所 乃 。 随着我国经济的快速发展,基础设施建设投入 逐年加大,带动了钢铁工业的蓬勃发展,炼钢厂产 生的废弃物——钢渣也大量堆积.不仅占用土地, 也会污染环境i1]。如何解决钢渣的综合利用问题已 成为各国广泛关注的重要课题。 表2 试验用钢渣的主要化学成分组成 主要成分 CaO AI203 SiO2 F 20] MgO 其他 若能将钢渣掺人土中,应用石灰粉煤灰进行稳 含量(%) 42_35 2.87 l3-38 24.65 l0-26 6.49 定,形成一种具有较高强度的混合料,使其满足 《公路沥青路面设计规范 对基层、底基层材料的 2 石灰粉煤灰稳定钢渣土的力学性能试验 2.1 标准击实试验 强度要求,既可节约资源、降低工程造价,也可解 决钢渣的综合利用问题。本文通过系统的试验研 究 探讨石灰粉煤灰稳定钢渣土的抗压强度、劈裂 强度、刚度等力学性能指标。 1 原材料性质 1.1 石灰 在前期正交试验的基础上,本文介绍几种典型 配合比的石灰粉煤灰稳定钢渣土材料的力学性能 首先需要根据《公路土工试验规程》(JTG E40--2007) 的相关方法l ,进行实验室标准击实试验,以确定 石灰粉煤灰稳定钢渣土不同配合比时的最大 密度 及最佳含水量,试验结果见表3。 表3 石灰粉煤灰稳定钢渣土的标准击实试验结果 配合比 石灰:粉煤灰:钢渣:土 8:20:25:47 试验选用天津市蓟县石灰厂生产的钙质生石 灰,试验前经充分消解并烘干,有效氧化钙和氧化 镁的含量为58.6%,属于Ⅲ级钙质消石灰。 1.2 粉煤灰 最佳 含水粲(%) 193 最大『‘密度/ (g/cni ) 1.496 备 粉煤灰俗称“飞灰”,是火力发电厂的一种废弃 物。试验采用天津市军粮城发电厂生产的粉煤灰, 0.3ram筛孔通过率为92.1%,各项指标符合《公路路 面基层施工技术规范》【31的相关要求,粉煤灰的主要 化学成分如表l所示。 表1 粉煤灰的主要化学成分 主要成分 Ca0 Al SiO2 Fe203 烧失量 其他 8:20:35:37 8:20:45:27 l0:25:25:40 10:25:35:30 10:25:45:20 2O.1 21.0 20-3 21.8 22.9 1 517 1.540 1.458 1.476 1.502 从标准击实试验结果可以看出.随着钢渣掺人 含量(%) 3.98 33.O6 45.37 5.76 5.85 5.98 量的增大,混合料的最大干密度会增大,这是由于 钢渣的密度大于土的密度 2.2 石灰粉煤灰稳定铜渣土的无侧限抗压强度 1.3 土 试验采用低液限粘性土,塑性指数为l2.95, 依据最佳含水量和最大干密度试验结果,根据 《公路无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51— 2009)的相关方法i5].制备不同配比的石灰粉煤灰稳 定钢渣土试件,并养生至不同龄期.测得其各龄期 浸水无侧限抗压强度,试验结果如表4所示。 液限为32.97,试验前将土烘干碾碎,使其颗粒粒 径均小于5.0ram。 1.4 钢渣 不同地区的钢渣在粒径及化学成分上有一定的 互通设计过程中互通路基路面排水设计的的具体思 [2]JTG D30--2004,公路路基设计规范【SJ. 路和做法,提出排水设计中对环保及水土保持的几 点思考,希望能对今后山区高速公路互通的路基路 【3]姚祖康.公路排水设计手册[M】.北京:人民交通 出版社.2002. 面的排水设计起到借鉴作用。 参考文献 [1】JrrJ 0l 8—97,公路排水设计规范[S]. 60 I交通标准化 收稿日期:2011—09—05 

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